Dureté des meules (dureté du liant)

A noter: ce texte peut également être chargé sous forme d'un fichier PDF (catalogue Suisse, chapitre 01).

La dureté dont il est question ici n'a rien à voir avec la dureté du matériau abrasif. Elle concerne le comportement du liant par rapport à des sollicitations extérieures, les différents constituants du liant (pourcentage de grains, masse de liant, structure ou porosité, éventuellement agents porogènes et méthode de finition supplémentaires) jouant un rôle au même titre que le type de liant. On définit d'ailleurs ce type de dureté également comme la dureté statique, puisqu'elle se modifie sous l'effet des conditions d'utilisation – soit à l'état dynamique -. On parle alors de dureté dynamique de la meule. Ces deux duretés ont la même importance dans un procédé de rectification : on sélectionne une dureté statique en fonction des données du procédé. Elle est indiquée sur l'étiquette de la meule, en général sous forme d'une lettre. La dureté dynamique par contre est fonction des paramètres d'utilisation, parmi lesquels la vitesse de coupe ou ses possibilités de variation ont l'influence la plus importante.

La dureté statique peut aussi être définie comme la force nécessaire pour que les grains abrasifs soient brisés hors de l'enrobement du liant. On peut la mesurer selon différentes méthodes, mais il n'existe pas de normalisation pour ce qui est de la méthode et des classifications. NORTON a été le premier fabricant à fournir une échelle allant de A à Z, dite "échelle de NORTON", pour la description de la dureté de la meule. Ce sont les lettres de E (extrêmement tendre) à T (extrêmement dur) qui sont importantes. Par la suite, est apparue l'échelle de dureté FEPA qui s'en est inspirée et qui aujourd'hui est également certifiée ISO.

Pourquoi la dureté d'une meule de rectification est-elle importante? En fonction des données du procédé (valeurs de réglage) on a une certaine surface de contact entre la meule et la pièce. Dans la zone de contact, il se produit une pression de rectification qui peut être décomposée en deux composantes, la force tangentielle ou force au niveau de la circonférence, et la force normale. Ces deux forces sont déterminées par le besoin de puissance à un moment donné. Si l'on veut que la meule présente la qualité voulue d'auto-avivage – en fonction de ses spécifications – il faut appliquer la bonne pression dans la zone de contact. Si cette pression est trop faible, la meule s'émousse petit à petit et commence à frotter : dans ce cas, on obtient des défauts de cotes, de mauvais états de surface et souvent également des brûlures de rectification (dommages thermiques dans les zones de bords). Par contre, si la pression est plus élevée que celle nécessaire pour garantir un auto-avivage, la meule s'affaisse. A nouveau, on obtient une mauvaise qualité de surface et très rapidement des défauts de cotes ou de forme. Il est donc évident que la dureté statique doit être choisie de telle sorte que la dureté dynamique au cours du procédé permette un bon comportement d'auto-avivage de la meule.

Il est toutefois possible de faire des améliorations dynamiques dans une certaine mesure par l'intermédiaire des valeurs de réglage (vitesse de coupe, vitesse de la pièce, avance). Mais cela dépend aussi en premier lieu des possibilités de variation permises avec la machine dont on dispose – et en définitive avec l'ensemble du procédé de rectification -. Enfin, il ne faut pas oublier l'influence du pouvoir de lubrification du lubrifiant de refroidissement utilisé sur l'effet de dureté de la meule. La même meule, refroidie par une huile de coupe contenant beaucoup d'additifs, peut avoir un effet nettement plus dur que si elle est utilisée avec une solution organique sans huile.

On voit donc clairement que le choix de la dureté d'une meule doit être fait avec beaucoup de soin, en fonction du procédé de rectification ainsi que d'un certain nombre de conditions supplémentaires.